KR101221638B1 - 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일렬 그룹을 이루는 복수개의 지지기둥 각각에 동서방향으로 회동가능하게 지지된 복수개의 태양광수집판넬을 상호 연동링크로 힌지연결하여 스윙구동수단으로 어느 하나의 태양광수집판넬을 회동시키는 경우 복수개의 태양광수집판넬 전체가 연동되며 동서방향으로 회동되도록 구성함으로써 설치비용면과 유지관리비용면에 있어서 경제적인 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치는, 지상에 소정의 간격을 유지하며 남북방향을 따라 일렬로 세워진 복수개의 지지기둥과; 상기 복수개의 지지기둥 각각에 지면과 소정의 요잉각을 유지한 상태로 전면은 남쪽방향을 향하고 외력에 의해 지면과 연직한 스윙축을 중심으로 동서방향으로 회동가능하게 지지된 복수개의 태양광수집판넬과; 상기 복수개의 태양광수집판넬 중 어느 하나의 태양광수집판넬이 외력에 의해 동서방향으로 회동되는 경우 상기 복수개의 태양광수집판넬 전체가 상호 연동되며 동서방향으로 회동되도록 상기 태양광수집판넬의 일측단 또는 양측단에 각각 이웃하는 태양광수집판넬과 일렬로 힌지연결되는 연동링크와; 상기 복수개의 태양광수집판넬 중 어느 하나의 태양광수집판넬을 동서방향으로 회동시킬 수 있는 스윙구동수단과; 태양의 방위에 따라 상기 태양광수집판넬이 태양을 추적하도록 상기 스윙구동수단의 작동을 제어하는 제어부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치{IN-LINE GROUP LINKAGE TYPE TRACKING SUNLIGHT DEVICE}

본 발명은 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일렬 그룹을 이루는 복수개의 지지기둥 각각에 동서방향으로 회동가능하게 지지된 복수개의 태양광수집판넬을 상호 연동링크로 힌지연결하여 스윙구동수단으로 어느 하나의 태양광수집판넬을 회동시키는 경우 복수개의 태양광수집판넬 전체가 연동되며 동서방향으로 회동되도록 구성함으로써 설치비용면과 유지관리비용면에 있어서 경제적인 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치에 관한 것이다.

태양광 추적 장치는 태양의 방위를 측정하거나 시간에 맞추어 미리 프로그램된 방법에 따라 태양광수집판넬이 태양을 추적하도록 하기 위한 장치이다. 여기서 태양광수집판넬은 태양광으로부터 열에너지를 얻는 태양광 집열 판넬이나 태양광으로부터 전기에너지를 얻는 태양광 발전 판넬 등과 같이 태양광을 흡수하기 위한 판형상의 판넬을 모두 포함하는 개념이다.

일반적으로 태양광 추적은 대부분 태양광수집판넬이 좌우방향 즉, 동서방향으로 회동되며 태양의 방위를 추적하도록 하는 스윙(swing) 작동에 의해 이루어진다. 여기에 집광의 효과를 최대화 할 수 있도록 태양광수집판넬이 상하방향으로 회동되며 태양의 고도를 추적하도록 하는 요잉(yawing) 작동을 추가로 할 수 있도록 이루어지기도 한다.

도 1에는 종래기술에 태양광 추적 장치를 도시하였다.

도면을 살펴보면 종래기술에 따른 태양광 추적 장치는 지지기둥(1)과; 상기 지지기둥(1)에 회전가능하게 지지된 연직의 스윙축(2)과; 상기 스윙축(2)을 중심으로 상기 스윙축(2)과 일체로 회전되도록 상기 스윙축에 결합된 연결프레임(3)과; 상기 지지기둥(1)에 고정된 스윙구동모터(4)와 상기 스윙구동모터(4)의 회전력을 상기 스윙축(2)에 전달하도록 구동 워엄기어와 종동 스퍼기어가 구비된 스윙구동수단(5)과; 후방에서 상기 연결프레임(3)에 연결되어 상기 스윙축(2)을 중심으로 좌우방향으로 회동가능한 태양광수집판넬(6)과; 요잉축(7)을 중심으로 상기 태양광수집판넬(6)을 회전시키기 위한 요잉구동수단(8)과; 태양의 고도와 방위의 변화에 따라 상기 스윙구동수단(5) 및 상기 요잉구동수단(8)을 제어하기 위한 제어부(9)를 포함하여 구성된다.

하지만, 종래기술에 따른 태양광 추적 장치는 독립형으로 각각의 태양광 추적 장치마다 개별적으로 태양광수집판넬(6)을 좌우방향으로 스윙시키기 위한 구동수단 즉, 스윙구동모터(4)와 상기 스윙구동모터(4)의 회전력을 상기 스윙축(2)에 전달하도록 구동 워엄기어와 종동 스퍼기어가 구비된 스윙구동수단(5)이 구비되어야 함으로써 구조가 복잡해지고, 설치비용 및 유지관리비용이 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 일렬 그룹을 이루는 복수개의 지지기둥 각각에 동서방향으로 회동가능하게 지지된 복수개의 태양광수집판넬을 상호 연동링크로 힌지연결하여 스윙구동수단으로 어느 하나의 태양광수집판넬을 회동시키는 경우 복수개의 태양광수집판넬 전체가 연동되며 동서방향으로 회동되도록 구성함으로써 종래의 태양광 추적 장치의 설치 형태를 크게 변형하지 않고서도 설치가 가능하고, 심플하면서도 작동의 확실성을 보장되며, 하나의 스윙구동수단으로 복수개의 태양광수집판넬 전체를 회동시킬 수 있게 되어 설치비용면과 유지관리비용면에 있어서 경제적인 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치는, 지상에 소정의 간격을 유지하며 남북방향을 따라 일렬로 세워진 복수개의 지지기둥과; 상기 복수개의 지지기둥 각각에 지면과 소정의 요잉각을 유지한 상태로 전면은 남쪽방향을 향하고 외력에 의해 지면과 연직한 스윙축을 중심으로 동서방향으로 회동가능하게 지지된 복수개의 태양광수집판넬과; 상기 복수개의 태양광수집판넬 중 어느 하나의 태양광수집판넬이 외력에 의해 동서방향으로 회동되는 경우 상기 복수개의 태양광수집판넬 전체가 상호 연동되며 동서방향으로 회동되도록 상기 태양광수집판넬의 일측단 또는 양측단에 각각 이웃하는 태양광수집판넬과 일렬로 힌지연결되는 연동링크와; 상기 복수개의 태양광수집판넬 중 어느 하나의 태양광수집판넬을 동서방향으로 회동시킬 수 있는 스윙구동수단과; 태양의 방위에 따라 상기 태양광수집판넬이 태양을 추적하도록 상기 스윙구동수단의 작동을 제어하는 제어부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치는, 상기 스윙구동수단은, 상기 복수개의 태양광수집판넬 중 최후방에 위치된 태양광수집판넬의 후방에서 지상에 고정된 베이스에 좌우방향으로 회동가능하게 힌지연결된 스크루잭바디와, 상기 스크류잭바디의 일방으로 출몰되도록 왕복이동되고 일단부가 상기 복수개의 태양광수집판넬 중 최후방에 위치된 태양광수집판넬의 일측단에 힌지연결된 스크루막대와, 상기 스크루막대를 왕복이동시키기 위한 스크루모터를 포함하는 스크루잭으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치는 일렬 그룹을 이루는 복수개의 지지기둥 각각에 동서방향으로 회동가능하게 지지된 복수개의 태양광수집판넬을 상호 연동링크로 힌지연결하여 스윙구동수단으로 어느 하나의 태양광수집판넬을 회동시키는 경우 복수개의 태양광수집판넬 전체가 연동되며 동서방향으로 회동되도록 구성함으로써 종래의 태양광 추적 장치의 설치 형태를 크게 변형하지 않고서도 설치가 가능하고, 심플하면서도 작동의 확실성을 보장되며, 하나의 스윙구동수단으로 복수개의 태양광수집판넬 전체를 회동시킬 수 있게 되어 설치비용면과 유지관리비용면에 있어서 경제적인 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 연동형 태양광 추적 장치의 측면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치의 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치의 작동상태를 개략적으로 도시한 평면도

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치를 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치의 작동상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도면을 살펴보면 본 발명의 일실시예에 따른 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치는 지지기둥(10)과, 태양광수집판넬(20)과, 연동링크(30)와, 스윙구동수단(40)과, 제어부(50)를 포함하여 구성된다.

상기 지지기둥(10)은 복수개로 구비되어 지상에 소정의 간격을 유지하며 남북방향을 따라 일렬로 세워진다. 즉, 상기 지지기둥(10) 복수개가 일렬 그룹을 형성하는 것이다.

상기 태양광수집판넬(20)은 태양광으로부터 열에너지를 얻는 태양광 집열 판넬이나 태양광으로부터 전기에너지를 얻는 태양광 발전 판넬 등과 같이 태양광을 흡수하기 위한 판형상의 판넬 및 상기 판넬을 지지하기 위한 프레임까지 모두 포함하는 개념으로 상기 복수개의 지지기둥(10) 각각에 지면과 소정의 요잉각을 유지한 상태로 전면은 남쪽방향을 향하고 외력에 의해 지면과 연직한 스윙축(S)을 중심으로 동서방향으로 회동가능하게 지지된다.

상기 태양광수집판넬(20)이 상기 지지기둥(10)에 회동가능하게 지지되는 방식은 독립형 구동방식을 채택한 종래기술과는 달리 연결부위에 기어 등을 설치할 필요없이 볼 또는 베어링 등을 통해 적은 힘으로도 상기 스윙축(S)을 중심으로 회전가능하게 구성하면 된다.

한편, 본 발명에 따른 상기 태양광수집판넬(20)의 구동은 태양의 고도에 따른 상하방향의 요잉구동보다는 태양의 방위에 따른 좌우방향 즉, 동서방향의 스윙구동이 핵심인 것으로, 상기 태양광수집판넬(20)이 지면과 형성하는 요잉각은 태양의 고도와 집광효율을 고려하여 대략 30°정도로 형성하는 것이 바람직하고, 경우에 따라 수동으로 요잉각을 조절할 수 있도록 구성할 수 있다 할 것이다.

상기 연동링크(30)는 본 발명의 핵심 구성으로 상기 복수개의 태양광수집판넬(20) 중 어느 하나의 태양광수집판넬(20a) 본 발명의 일실시예에서는 최후방에 위치된 태양광수집판넬(20a)이 상기 스윙구동수단(40)에 의해 동서방향으로 회동되는 경우 상기 복수개의 태양광수집판넬(20) 전체가 상호 연동되며 동서방향으로 회동되도록 하는 구성으로 상기 태양광수집판넬(20)의 일측단 또는 양측단에 각각 이웃하는 태양광수집판넬(20)과 일렬로 힌지(H1)연결된다.

한편, 상기 연동링크(30)는 강성체로서 상기 태양광수집판넬(20)의 일측단에만 구비되어도 작동되지만 본 발명의 일실시예에서는 작동의 확실성을 보장하기 위하여 상기 연동링크(30)를 상기 태양광수집판넬(20)의 양측단에 각각 구비하였다.

상기 스윙구동수단(40)은 상기 복수개의 태양광수집판넬(20) 중 어느 하나의 태양광수집판넬(20a)을 동서방향으로 회동시키는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 스크루잭으로 구성된다.

상기 스윙구동수단(40)으로서의 스크루잭은 상기 복수개의 태양광수집판넬(20) 중 최후방에 위치된 태양광수집판넬(20a)의 후방에서 지상에 고정된 베이스(B)에 좌우방향으로 회동가능하게 힌지(H2)연결된 스크루잭바디(41)와, 상기 스크류잭바디(41)의 일방으로 출몰되도록 왕복이동되고 일단부가 상기 복수개의 태양광수집판넬(20) 중 최후방에 위치된 태양광수집판넬(20a)의 일측단에 힌지(H3)연결된 스크루막대(42)와, 상기 제어부(50)에 의해 구동이 제어되며 상기 스크루막대(42)를 왕복이동시키기 위한 스크루모터(43)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 스윙구동수단(40)으로 진퇴되는 로드를 갖는 실린더를 이용하거나, 상기 복수개의 태양광수집판넬(20) 중 어느 하나의 태양광수집판넬(20a)을 종래기술에서와 같이 지지기둥(10)의 내부에 독립적으로 스윙구동수단을 갖는 태양광 추적 장치로 구성할 수도 있다 할 것이지만 상기 제어부(50)에 의한 제어의 용이성, 작동의 확실성, 설치 및 유지관리가 용이하도록 스크루잭을 채택한 것이다.

상기 제어부(50)는 태양의 방위에 따라 상기 태양광수집판넬(20)이 태양을 추적하도록 상기 스윙구동수단(40)의 작동을 제어하는 구성이다. 즉, 제어 프로그램이 내장되어 설정값에 따라 상기 스크루모터(43)의 회전을 제어하는 구성인 것이다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

10 지지기둥
20 태양광수집판넬
30 연동링크
40 스윙구동수단
41 스크루잭바디
42 스크루막대
43 스크루모터
50 제어부

Claims (2)

1. 지상에 소정의 간격을 유지하며 남북방향을 따라 일렬로 세워진 복수개의 지지기둥과;
   상기 복수개의 지지기둥 각각에 지면과 소정의 요잉각을 유지한 상태로 전면은 남쪽방향을 향하고 외력에 의해 지면과 연직한 스윙축을 중심으로 동서방향으로 회동가능하게 지지된 복수개의 태양광수집판넬과;
   상기 복수개의 태양광수집판넬 중 어느 하나의 태양광수집판넬이 외력에 의해 동서방향으로 회동되는 경우 상기 복수개의 태양광수집판넬 전체가 상호 연동되며 동서방향으로 회동되도록 상기 태양광수집판넬의 일측단 또는 양측단에 각각 이웃하는 태양광수집판넬과 일렬로 힌지연결되는 연동링크와;
   상기 복수개의 태양광수집판넬 중 어느 하나의 태양광수집판넬을 동서방향으로 회동시킬 수 있는 스윙구동수단과;
   태양의 방위에 따라 상기 태양광수집판넬이 태양을 추적하도록 상기 스윙구동수단의 작동을 제어하는 제어부를; 포함하되,
   상기 스윙구동수단은, 상기 복수개의 태양광수집판넬 중 최후방에 위치된 태양광수집판넬의 후방에서 지상에 고정된 베이스에 좌우방향으로 회동가능하게 힌지연결된 스크루잭바디와, 상기 스크류잭바디의 일방으로 출몰되도록 왕복이동되고 일단부가 상기 복수개의 태양광수집판넬 중 최후방에 위치된 태양광수집판넬의 일측단에 힌지연결된 스크루막대와, 상기 스크루막대를 왕복이동시키기 위한 스크루모터를 포함하는 스크루잭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 일렬 그룹 연동형 태양광 추적 장치.
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